[发明专利]一种柱[5]芳烃- Zn2

说明书

本发明公开了一种柱[5]芳烃‑Zn₂Sb₂超分子纳米球催化剂及其制备方法。超分子纳米球催化剂是以肼基柱[5]芳烃为主体，多金属氧酸盐Zn₂Sb₂为客体，在水溶液中通过分子间静电作用为结合力，最终自组装形成了超分子纳米球颗粒。本发明的超分子纳米球催化剂制备方法简单，易于形成稳定形貌。该超分子纳米球催化剂表现出非常显著的催化活性，特别是对环戊醇等醇类氧化成醛的有机反应具有较高的催化活性。

技术领域

本发明涉及一种柱[5]芳烃- Zn₂Sb₂超分子纳米球催化剂及其制备方法，属于多金属氧酸盐复合物制备技术领域。

背景技术

多金属氧酸盐（polyoxometalates，POMs）由于其结构变化大，易于重构结构，对环境友好，引发了前沿材料以及环境友好型催化剂研究者的广泛关注。追溯至上个世纪70年代，Keggin 型硅钨酸H₄SiW₁₂O₄₀就已经作为高效催化剂在工业生产中成功催化了丙烯生成异丙醇。到目前为止，多酸作为一类新型环境友好型催化剂，被广泛应用于有机合成、石油化工等不同的催化生产实践中。

虽然多酸类催化剂拥有不可辩驳的工业催化能力，但其也有着一定的局限性。由于杂多酸溶解性较好，易溶于多种溶剂，所以反应之后难以对其进行回收利用，给催化剂的循环使用带来一定困难。因此，构建易于回收利用的杂多酸复合催化剂的相关研究已成为众多国内外研究者关注的热点，例如中国专利CN 104096592 B将γ-环糊精与多金属氧簇（H_mXM₁₂O₄₀）复合得到了复合型催化剂。

构筑超分子体系是解决以上问题一种有效途径，而截止到目前为止得到的有机大环-POMs复合型催化剂按有机大环的不同有以下几类：葫芦脲-POMs 型、杯芳烃-POMs 型和环糊精-POMs 型，而柱芳烃-POMs还没有文献报导。

发明内容

本发明的目的在于提出一种柱[5]芳烃-Zn₂Sb₂超分子纳米球材料及其制备方法并将其应用于非均相催化氧化体系，用以改善多酸催化剂当前所面临的问题。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种柱[5]芳烃-Zn₂Sb₂超分子纳米球催化剂的制备方法，包括以下步骤：

多金属氧酸盐(NH₄)₁₀[Zn(H₂O)₆]₂[Zn₂Sb₂(B-α-ZnW₉O₃₄)₂]·12H₂O，简称为Zn₂Sb₂，将其水溶液的pH值调节至酸性，将肼基柱[5]芳烃加入其中，搅拌至充分混合直至有大量沉淀产生，后续经离心、洗涤、干燥，得到柱[5]芳烃-Zn₂Sb₂超分子纳米球催化剂。

优选地，用稀盐酸调节Zn₂Sb₂水溶液的pH值。

优选地，用稀盐酸调节Zn₂Sb₂水溶液的pH值至0.5~2.0。

具体的，稀盐酸浓度为5~6 mol/L。

优选地，肼基柱[5]芳烃和Zn₂Sb₂的摩尔比为(1～2)：(1～2) 。

优选地，搅拌30~90 min至充分混合直至有大量沉淀产生，此时已完成了超分子自组装。